package 中等.模拟;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

/**
 * 给你一个长度为 n 的整数数组 nums ，其中 nums 的所有整数都在范围 [1, n] 内，
 * 且每个整数出现 一次 或 两次 。请你找出所有出现 两次 的整数，并以数组形式返回。
 * 你必须设计并实现一个时间复杂度为 O(n) 且仅使用常量额外空间的算法解决此问题。
 * <p>
 * 来源：力扣（LeetCode）
 * 链接：https://leetcode-cn.com/problems/find-all-duplicates-in-an-array
 */
public class 数组中重复的数据_442 {

    public static void main(String[] args) {

        int[] nums = {4, 3, 2, 7, 8, 2, 3, 1};
        System.out.println(findDuplicates2(nums));

    }

    /**
     * 消耗了额外的 O(n) 空间
     *
     * @param nums
     * @return
     */
    public List<Integer> findDuplicates(int[] nums) {
        List<Integer> list = new ArrayList<>();
        int[] count = new int[nums.length + 1];

        for (int num : nums) {
            if (count[num] == 1) {
                list.add(num);
            }
            count[num]++;
        }
        return list;
    }

    /**
     * 抽屉原理，长度为n,nums[i] 在 [1,n] 之内，将num放在 n-1的位置上面，
     * 将存在重复的数字的两个数字，一个放在nums[num-1] 的位置，另一个放
     * 任意一个空缺的位置，一趟下来，当num[i]!=i+1时，num[i] 是一个答案
     *
     * @param nums
     * @return
     */
    public static List<Integer> findDuplicates2(int[] nums) {
        List<Integer> list = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            // 当前索引所在的值，不满足 index+1=val 的条件
            // 如果存在重复元素，那么一个放在，当前位置，一个放在 nums[i]-1 的位置
            // 如果不存在重复元素，那么一定是，1234... ，每个位置严格一一对应
            while (nums[i] != nums[nums[i] - 1]) {
                replace(i, nums[i] - 1, nums);
            }
        }
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            if (nums[i] - 1 != i) {
                list.add(nums[i]);
            }
        }
        return list;
    }

    public static void replace(int from, int to, int[] nums) {
        int temp = nums[from];
        nums[from] = nums[to];
        nums[to] = temp;
    }

}
